Високочастотні підсилювачі призначені для роботи в області високих і надвисоких частот, що зумовлює унікальність схемотехніки їх побудови та особливості використання.

Для цієї області частот характерно те, що будь провідник одночасно є індуктивністю, а паразитні ємнісні зв’язки виникають між будь-якими довколишніх елементами схеми.

Рис. 33.7. Цоколевка мікросхеми МАХ4012

Рис. 33.2. Схема високочастотного повторювача на мікросхемі МАХ4012

Мікросхеми МАХ4012, МАХ4016, МАХ4018, МАХ4020 фірми Maxim містять у своїх корпусах, відповідно, 1, 2, 3 і 4 однотипних високочастотних ОУ, см, наприклад, рис. 33.1 [33.1, 33.2]. Ці підсилювачі одночасно можна віднести до класу «Rail-to-Rail». Вони можуть працювати при живленні від однополярного джерела напруги 3,3-10 В або двополярного ± (1,65-5) В.

Верхня гранична частота підсилення на рівні -3 дБ складає для МАХ4012 200 МГц, для інших мікросхем цієї серії – 150 МГц. Коефіцієнт посилення ОУ в низькочастотної області може доходити до 60 дБ.

Рис. 33.3. Схема неінвертірующего високочастотного підсилювача на мікросхемах серії МАХ40хх

Основні закономірності та особливості включення низькочастотних ОУ, розглянутих раніше, зберігаються і для області високих частот, однак для техніки високих частот характерні і специфічні особливості, рис. 33.2-33.4.

Нижче наведені типові схеми включення мікросхем серії МАХ40хх в якості:

♦ повторювача напруги (рис. 33.2);

♦ неінвертуючий підсилювача (рис. 33.3);

♦ инвертирующего підсилювача (рис. 33.4).

Коефіцієнт передачі цих пристроїв дорівнює, відповідно, 1,

Рис. 33.5. Схема високочастотного підсилювача на мікросхемах серії МАХ40хх, що працює на ємнісне навантаження

Рис. 33.4. Схема инвертирующего високочастотного підсилювача на мікросхемах серії МАХ40хх

На рис. 33.5 показаний приклад реалізації ВЧ підсилювача на мікросхемах серії МАХ40хх, що працює на ємнісне навантаження.

Передбачається, що величина ємності навантаження знаходиться в діапазоні 20-250 пФ.

Мікросхема МАХ4005 фірми MAXIM (рис. 33.6) призначена для роботи в якості широкосмугового високочастотного буферного каскаду в смузі частот до 950 МГц (на рівні -3 дБ) і 2000 МГц (на рівні –6 дБ).

Рис. 33.6. Схема високочастотного широкосмугового буферного каскаду на мікросхемі МАХ4005

Вхідна ємність – 2,2 пФ. Опір навантаження – 75 Ом. Напруга живлення ± 5,0 В, ± 10%. Гранична розсіює потужність – 470 мВт. Граничне вхідна напруга може досягати ± 2,5 В. Струм, споживаний мікросхемою від позитивного джерела живлення, – 9-19 мА (типове значення 14 мА), від негативного – 9-14 (11) мА.

Мікросхеми AD830 (рис. 33.7-33.9) в типовому включення здатні працювати в смузі частот до 40 МГц при живленні від джерел напруги ± 5 В і до 200 МГц при ± 15 В.

Рис. 33.7. Схема безрезісторного широкосмугового підсилювача на мікросхемі AD830 з коефіцієнтом передачі 2

Примітка.

Внутрішньо будова цієї мікросхеми наведено нами раніше, див. Гл. 12, рис. 12.7.

Рис. 33.8. Схема широкосмугового повторювача напруги на мікросхемі AD830

Рис. 33.9. Варіант включення мікросхеми AD830 в якості широкосмугового повторювача напруги

Мікросхеми серії MSA-0186, MSA-0286, MSA-0486, MSA-0686, MSA-0786, MSA-0886 фірми Hewlett Packard призначені для використання в якості широкосмугових ВЧ підсилювачів. Так, наприклад, мікросхема ВЧ підсилювача MSA-0686 працює при напрузі живлення 3,5 В (2,8-4,2 В), рис. 33.10. Типовий коефіцієнт посилення в смузі частот до 500 МГц 18,5 дБ при коефіцієнті шуму до 3 дБ. Гранична частота підсилення на рівні -3 ДБ 800 МГц. Мікросхема зберігає здатність посилювати сигнали (Кус > 1) до частоти 6 ГГц. Вхідна / вихідна опір 50 Ом. Споживаний струм 50 мА, розсіює потужність до 200 мВт.

Мікросхеми TSH690, TSH691 призначені для роботи в якості широкосмугового ВЧ підсилювача, що працює в смузі частот 40-1000 МГц. До складу мікросхеми входить двохкаскадний підсилювач, напруга живлення на кожен з каскадів і на ланцюга зміщення Vbias задається окремо і в межі може досягати 5,5 В, рис. 33.11.

Рис. 33.10. ВЧ підсилювачі на мікросхемах MSA-0686

Споживаний струм – 46 мА. Напруга в ланцюзі зміщення Vbjas визначає рівень вихідної потужності (коефіцієнт передачі) підсилювача

Ріс.33.11. Внутрішню будову і цоколевка мікросхем TSH690, TSH691

Рис. 33.12. Типова схема включення мікросхем TSH690, TSH691 як підсилювач у смузі частот 300- 7000 МГц

і може регулюватися в межах 0-5,5 (6,0) В. Коефіцієнт передачі мікросхеми TSH690 (TSH691) при напрузі зсуву Vbias= 2,7 В і опорі навантаження 50 Ом в смузі частот до 450 МГц становить 23 (43) дБ, до 900 (950) МГц – 17 (23) дБ.

Практична схема включення мікросхем TSH690, TSH691 наведена на рис. 33.12. Рекомендовані номінали елементів: С1 = С5 = 100- 1000 пФ; С2 = С4 = 1000 пФ; С3 = 0,01 мкФ; L1 150 нГн; L2 56 нГн для частот не більше 450 МГц і 10 нГн для частот до 900 МГц. Резистором R1 можна регулювати рівень вихідної потужності (можна використовувати для системи автоматичного регулювання вихідної потужності).

Широкосмуговий підсилювач INA50311 (рис. 33.13), вироблений фірмою Hewlett Packard, призначений для використання в апаратурі рухомого зв’язку, а також в побутової радіоелектронної апаратури, наприклад, в якості антенного підсилювача або підсилювача радіочастоти. Робочий діапазон підсилювача 50-2500 МГц. Напруга живлення – 5 В при споживаної струмі до 17 мА. Усереднений коефіцієнт посилення

Рис. 33.13. Схема внутрішньої будови мікросхеми ΙΝΑ50311

10 дБ. Максимальна потужність сигналу, що підводиться до входу на частоті 900 МГц, не більше 10 мВт. Коефіцієнт шуму 3,4 дБ.

Типова схема включення мікросхеми ΙΝΑ50311 при живленні від стабілізатора напруги 78LO05 наведена на рис. 33.14.

Рис. 33.14. Схема широкосмугового підсилювача на мікросхемі INA50311

Шустов М. А., Схемотехніка. 500 пристроїв на аналогових мікросхемах. – СПб .: Наука і Техніка, 2013. -352 с.